汽车动力相关的物理公式

假设

有一辆汽车参数如下：

车重：1200kg
最高限速：180km/h
最大功率：84000w @ 6600RPM
最大扭矩：146NM @ 4000RPM
轮胎周长：2m
轮胎半径：0.33m

一二三四五档齿轮比：3.55，1.95，1.28，0.97，0.76 最终齿轮比：3.94

百公里加速时间：12s

公式

功率 (Kw) = 扭矩 (Nm) * 转速 (rpm) / 9.55

推导

最大功率下的空转时速

6600 / 60 / 0.76 / 3.94 * 2 = 73m/s ≈ 263km/h

当然这是在假设发动机空转，无负载的情况下，也不考虑轮胎的抓地，风阻。

180km/h 的轮转速

180 km per hour = 50 meters per second
50 meters per second / 2 meters per rev = 25 rev per second

180km/h 的角速度

25 * 2 * pi = 157 rad per second

各档位最大加速度

一档加速度：

150NM * 3.55 * 3.94 ÷ 0.33 ≈ 6358N

代入：a = F / M，F = 6358N，M = 1200kg。

a ≈ 5.3m/s^2

假设车身质量为 1400kg

同样的动力总成，一档加速度变成了 6358N / 1400kg ≈ 4.5m/s^2。 质量增加 16%。加速度减小 16%。

五档加速度

150NM * 0.76 * 3.94 ÷ 0.33 /1200 ≈ 1.13m/s^2

零到百公里加速的加速度

假设为匀加速。

100km/h ≈ 28m/s

v = a * t

a = 28m/s / 12s = 2.4m/s^2